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統一モデルは、 1990年に英国気象庁によって開発された数値気象予報および気候モデリングソフトウェアスイートであり、 [1] [2]現在では世界中の多くの気象予報機関で使用され、さらに開発が進められています。[3]統一モデルという名前は、単一のモデルがさまざまな時間スケール（現在予報から100年先まで）と空間スケール（対流スケールから気候システム地球モデリングまで）で使用されることから付けられました。 [4]モデルは波動ベースではなくグリッドポイントベースであり、世界中のさまざまなスーパーコンピューターで実行されています。統一モデルの大気は、いくつかの海洋モデルと結合できます。 [5]英国気象庁では、グローバルモデルのメインスイートである北大西洋およびヨーロッパモデル（NAE）、高解像度の英国モデル（UKV）に加えて、さまざまな危機地域モデルやオンデマンドで実行できるその他のモデルに使用されています。
数値気象予報のデータは、衛星、地上（人間と自動気象観測所の両方）、海上のブイ、レーダー、ラジオゾンデ気象気球、風プロファイラ、民間航空機、および以前のモデル実行からの背景フィールドからの観測によって提供されます。コンピュータモデルは、システムを不安定にする可能性のある（不正確な観測になる可能性のある）観測値をモデルに受け入れさせるのではなく、同化を使用して観測値に合わせて調整されるだけです。 [6] Unified ModelソフトウェアスイートはFortran（当初は77でしたが、現在は主に90）で書かれており[7]、高さを垂直変数として使用します。[8] 関心のある開発のほとんどは地面に近いため、垂直層は表面近くで密集しています。[9]
英国気象庁の主要UMスイート
英国気象庁はUMを使用してさまざまな数値天気予報スイートを運用しています。 [10]
すべてのモデルは地形のさまざまな解像度を使用しており、解像度が高いほど精度が高くなります。すべてのモデルに共通する制限要因は、モデルによって記録される気象イベントのサイズが少なくとも 3 つのグリッド ポイントでなければならないことです。したがって、40 km のグローバル モデルの場合、気象システムをモデル化するには少なくとも 120 km である必要があります。つまり、小さな低気圧、小さなハリケーン、大規模な雷雨などのより小さな現象は、モデルでは捉えきれないほど小さいということです。解像度が上がるにつれて、より小さなイベントを捉えられるようになり、たとえば 1.5 km モデルでは、個々のにわか雨をモデル化できると言われています。
グローバルモデル
解像度は約 16 km、垂直レベルは 70 です。[11]地球全体と 168 時間先を 1 日 2 回カバーします。これは現在使用されている総観スケール モデルの中で最も短い見通しです (他のほとんどのモデルは少なくとも 10 日間予測されます。さらに、Unified Model の予報は、無料ユーザーの場合は 72 時間先までしか利用できません)。Global モデルは、現在は廃止された North Atlantic European (NAE) モデルの境界情報を提供します。このモデルでは、1 日 2 回、より短い実行 (48 時間) が生成されます。このモデルは、観測のハイブリッド 4D-Var データ同化[12]を使用して、実際の大気に近い状態に保たれます。
UKVモデル
70の垂直レベル、1.5 kmの水平解像度。36時間まで実行します（これは2011年に英国の4 kmモデルに代わるものです）。予報は、25 kmグローバルモデルの境界条件を使用して3時間ごとに実行されます。[13]解像度は、英国上で1.5 km、周辺地域で4 kmです。[14] [15] UKVモデルは、3時間ごとに3D-Varデータ同化を使用して観測値に近い状態に保たれます。
北大西洋およびヨーロッパモデル（廃止）
英国気象庁の北大西洋およびヨーロッパモデル（NAE）は、12 km の解像度で 70 レベルあります。[11]このモデルは開始から 48 時間で実行されます。英国は北緯にあるため、コンピューターはモデル領域を赤道位置に置き換え、グリッド ポイントが正方形に近い領域になるようにします。これにより、モデルの負荷が軽減され、より迅速に実行できます。モデルは、観測の4D-Var データ同化を使用して、実際の大気に近い状態に保たれます。
ユーロ4kmモデル（廃盤）
70の垂直レベル、4.4 kmの水平解像度。120時間まで稼働しました。[11]現在では多くの用途でUKVに置き換えられており、その他の用途ではグローバルモデルに置き換えられています。
カム
危機地域モデルは、必要に応じて世界のどの地域でも実行できる 12 km モデルです。これには、軍事的使用 ( MMU は展開された作戦でこれを使用) や環境災害が含まれます。
山岳波モデル
この高解像度モデルは、英国各地のさまざまな場所や英国気象庁が関心を持つその他の地域の 山岳波に関する情報を提供します。
気象庁の地球波モデル
これは世界中の海の波をモデル化したものです。
気象庁の外にあるUMスイート
オーストラリア気象庁のものと類似した統一モデルスイートは、オーストラリア気象局、オーストラリア連邦科学産業研究機構、南アフリカ気象局、ノルウェー気象研究所、ニュージーランド国立水・大気研究所、韓国気象庁、およびインド地球科学省の下部組織である国立中期予報センターによって運営されています。
オーストラリア気象局
オーストラリア気象局は、統一モデルを利用した 12 km 解像度の運用可能な地球予報システムを持っています。この地球システムは、統一モデルを使用する多数の高解像度地域システムに境界条件を提供します。
[韓国] 韓国気象庁
韓国気象庁は、統一モデルを活用した 10 km 解像度の世界予報システムを運用しています。この世界システムは、朝鮮半島地域をカバーする 1.5 km 解像度のローカル統一モデルNWPシステムの境界条件を提供します。
イギリスCA
英国化学・エアロゾル（UKCA）はUMのサブモデルであり、モデル内で微量ガスとエアロゾルの化学を扱っています。[16]これには、メタンやオゾンなどの気候関連ガスの濃度や、エアロゾルの組成と進化の計算が含まれます。UMのほとんどの部分と同様に、UKCAは英国気象庁と英国学界 の共同作業で作成されました。
ジュール
英国共同土地環境システムは、英国気象庁と他の研究機関の協力により開発された土地表面モデルです。[17] JULESは、統一モデルの大気と地表および植生の間の熱と水分の交換をモデル化します。JULESは、オフラインで使用して、さまざまな気候モデルが地表や水文学に与える影響を推定することもできます。
参考文献
- ^ 英国気象庁における気象予報のための統一モデルの使用 The Met Office 2011. 2011年11月10日閲覧。
- ^ 英国気象庁における気候モデリングのための統一モデルの使用 The Met Office 2011. 2011年11月10日閲覧。
- ^ 統一モデルコラボレーション。英国気象庁 2010 年。2010 年 4 月 22 日閲覧。
- ^ 統一モデル。英国気象庁 2011年。2011年11月10日閲覧。
- ^ 気象庁海洋モデル The Met Office 2011. 2011年11月10日閲覧。
- ^ Met Office のデータ同化とアンサンブル。2009 年 12 月 28 日閲覧。
- ^ 「Fortran 90」。The Met Office。2008年。2003年4月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年8月30日閲覧。
- ^ 「New Dynamics」. The Met Office. 2008年. 2010年6月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年9月3日閲覧。
- ^ 「2008 運用数値天気予報スイート」英国気象庁。2008 年。2008年 8 月 30 日閲覧。
- ^ Met Office Unified Model. Met Office 2009. 2009年12月28日閲覧。
- ^ abc 2010 年初頭現在の大気数値モデルの構成。Met Office 2010。
- ^ ハイブリッド変分/アンサンブルデータ同化 Archived 2012-03-16 at the Wayback Machine . Met Office 2011.
- ^ UKV モデル、英国気象庁、2012 年 1 月
- ^ 高解像度のNWPの問題、UKVモデルについて議論、Met Office 2010。
- ^ 短期予報用の Met Office 統合モデルの 1.5km バージョンの経験、UKV モデル (Met Office 2011) についての説明。
- ^ 英国気象庁を含む共同研究で開発された英国化学・エアロゾルモデル。2011年11月10日にアクセス
- ^ JULESコラボレーション。英国気象庁2011年。2011年11月10日にアクセス
外部リンク
- 英国気象庁の統合モデルコラボレーションのウェブページ。
- 統一モデル論文
- NCASによるUMの紹介